[发明专利]利用粉煤灰制备涂料用复合颜填料的方法

说明书

本发明的实施例公开了一种利用粉煤灰制备涂料用复合颜填料的方法，其中，所述粉煤灰包括循环流化床锅炉和煤粉炉产生的粉煤灰，所述方法包括对粉煤灰进行超细加工处理以得到超细粉煤灰；在超细加工处理的粉碎过程中加入氧化脱氨剂和催化剂进行氧化脱氨处理，以将粉煤灰中的氨和铵盐脱除；将物理改性剂与氧化脱氨处理后的粉煤灰混合进行物理改性以得到复合颜填料；利用改性设备对物理改性后的复合颜填料进行化学改性处理以得到改性复合颜填料。本发明属于工业固体废弃物绿色资源化利用领域，所述方法能够针对粉煤灰的特性，通过合适的生产工艺制备出复合颜填料，不仅解决涂料行业难题，也实现对粉煤灰的绿色高值化利用。

技术领域

本发明属于工业固体废弃物绿色资源化利用领域，尤其涉及一种利用粉煤灰制备涂料用复合颜填料的方法。

背景技术

目前，炭黑是涂料领域应用最广泛的着色剂(颜料)，常被用于生产黑色或灰色涂料。然而，炭黑的成分、密度、粒度、亲水性等物化性质与常用无机填料(如碳酸钙、硫酸钡、煅烧高岭土、滑石、硅灰石等)差异较大，容易引起涂料中颜料、填料的分层，导致涂料的浮色和发花，进而影响涂料的储存稳定性。炭黑比表面积较大、吸油值高，易吸附大量的溶剂和助剂，造成油性涂料储存后的返粗、变稠和泛白等问题。

目前，虽然通过物理包覆或化学包覆手段，制备出钛白粉基白色复合颜填料，但是由于炭黑和无机填料性质的差异，导致得到相应的复合颜填料难度较大，尚未有黑色复合颜填料的相关报道。

粉煤灰是电厂锅炉燃烧后从烟气中收集的细灰，颜色为灰色或灰黑色，主要成分是SiO₂、残炭、Al₂O₃以及少量的Fe₂O₃、CaO、MgO、SO₃和K₂O等。随着电力消耗的增加，粉煤灰的排放量也逐年增长，仅2020年中国粉煤灰产量就高达7.81亿吨，预计到2024年将达到9.25亿吨，但粉煤灰综合利用率却不足50％。大量的粉煤灰露天堆放不仅占用大量土地，还会造成土壤、水体以及空气的污染，给自然环境带来巨大的破坏。

中国粉煤灰不仅产量巨大，还存在严重地区分布不平衡，东南部及发达地区供不应求，中西部地区如内蒙、新疆、山西等地因受经济发展、运输成本及粉煤灰品质的限制，利用率不足15％。

目前，粉煤灰主要被大规模应用于在水泥、混凝土、砌块、制砖、陶粒、土壤改良等低附加值领域，在有价元素提取、多孔材料、微晶玻璃、陶瓷材料制备等高附加值领域的应用鲜有成功案例。

因此，如何寻找粉煤灰高附加值应用的途径，扩大粉煤灰运输半径，打破粉煤灰地域分布的不平衡，提高粉煤灰综合利用率，成为粉煤灰产业面临的巨大难题。

发明内容

鉴于上述的现有涂料中黑色颜料和粉煤灰综合利用方面存在的问题，本发明提供了一种利用粉煤灰制备涂料用复合颜填料的方法。

粉煤灰本身来源于天然矿物，在形成过程经过高温，具有物化性质稳定、耐高温、耐酸碱腐蚀等特点。煤燃烧过程中产生的高温，使煤中无机矿物熔融，并形成对大量残炭的紧密包裹，因此，粉煤灰具备生产涂料用复合颜填料的潜力。

本发明所述的方法能够针对粉煤灰的特性，通过合适的生产工艺制备出复合颜填料(即该复合颜填料同时具有颜料和填料的功能)，不仅解决涂料行业难题，也实现对粉煤灰的绿色高值化利用。

根据本发明的一个方面，提供了一种利用粉煤灰制备涂料用复合颜填料的方法，所述粉煤灰包括循环流化床锅炉和煤粉炉产生的粉煤灰等，所述方法包括超细加工、氧化脱氨、物理改性以及化学改性等过程：